Όπως οι άνθρωποι και τα ζώα, Τα φυτά αντιμετωπίζουν επίσης την πρόκληση της κλιματικής αλλαγής. Καθώς το κλίμα θερμαίνεται και γίνεται πιο ξηρό, τα φυτά αναζητούν τρόπους προσαρμογής σε αυτές τις νέες ακραίες συνθήκες. ΕΝΑ έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Παγκόσμια Βιολογία Αλλαγών από μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ και το Πανεπιστήμιο των Συρακουσών στις Ηνωμένες Πολιτείες, αποκαλύπτει πώς τα φυτά τροποποιούν το DNA τους για να επιβιώσουν σε ένα μεταβαλλόμενο περιβάλλον.
Τα τελευταία 15 χρόνια, οι ερευνητές εξέτασαν πώς μια σειρά φυτικών ειδών σε ένα λιβάδι κοντά στο Μπάξτον, στο Ηνωμένο Βασίλειο, ανταποκρίνονται σε ακραία καιρικά φαινόμενα, όπως π.χ. έντονες ξηρασίες y έντονες βροχοπτώσεις. Τα αποτελέσματα ήταν εκπληκτικά: αυτές οι μεταβαλλόμενες συνθήκες έχουν προκαλέσει γενετικές αλλαγές στα φυτά, ένα φαινόμενο που οι επιστήμονες ονόμασαν "εξελικτική διάσωση".
Ο Δρ Raj Whitlock, καθηγητής Οικολογίας στο Ινστιτούτο Ολοκληρωμένης Βιολογίας του Πανεπιστημίου του Λίβερπουλ, τόνισε το γεγονός ότι τα φυτά μπορούν να εμφανίσουν αλλαγές στα γενετική ποικιλότητα Σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα, αυτή είναι μια εκπληκτική ανακάλυψη, δεδομένου ότι τα φυτά συνήθως πιστεύεται ότι χρειάζονται πολύ περισσότερο χρόνο για να προσαρμοστούν στις κλιματικές παραλλαγές. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει την ικανότητα των ειδών που μελετήθηκαν να ευδοκιμούν σε απαιτητικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Σε αυτό το πλαίσιο, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε πώς τα φυτά προσαρμόζονται στην κλιματική αλλαγή.
Η έρευνα πραγματοποιήθηκε στο Buxton Climate Change Impacts Laboratory (BCCIL), όπου το κλίμα έχει γίνει πειραματικά από το 1993 για να παρατηρηθεί πώς αντιδρούν τα φυτά σε τέτοιες αλλαγές.
Παρά τα συναρπαστικά ευρήματα, Η κλιματική αλλαγή παραμένει μια τρομερή πρόκληση για τα περισσότερα είδη φυτών στον κόσμο. Όλοι τους πρέπει να προσαρμοστούν σε ένα κλίμα που αλλάζει συνεχώς. Τα φυτά, καθώς αντιμετωπίζουν αυξανόμενες θερμοκρασίες, αλατότητα, παρατεταμένες ξηρασίες και άλλες πιέσεις, χρησιμοποιούν διάφορους μηχανισμούς για να εξασφαλίσουν την επιβίωσή τους, γεγονός που παρατηρείται και στα μεσογειακά οικοσυστήματα, τα οποία είναι ιδιαίτερα ευάλωτα.
Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούν τα φυτά για να προσαρμοστούν περιλαμβάνουν τροποποιήσεις στην ανάπτυξη και τον μεταβολισμό τους, τη ρύθμιση του στομάτα, τους πόρους που επιτρέπουν την ανταλλαγή αερίων και νερού και αλλαγές στην έκφραση των γονιδίων που κωδικοποιούν προστατευτικές και αντιοξειδωτικές πρωτεΐνες. Καθένας από αυτούς τους μηχανισμούς έχει συγκεκριμένη επίδραση στις ζωτικές λειτουργίες των φυτών και είναι καθοριστικός για την επιβίωσή τους κάτω από αντίξοες συνθήκες.
Πρόσφατα εντοπίστηκαν τα εξής: Cycling DOF Factors (CDF), μια ομάδα βασικών παραγόντων μεταγραφής που ρυθμίζουν τις αποκρίσεις των φυτών σε διάφορες συνθήκες αβιοτικού στρες. Αυτοί οι παράγοντες ρυθμίζουν θεμελιώδεις πτυχές όπως ο χρόνος άνθησης και η ανάπτυξη των ριζών, καθώς και η ανοχή σε διαφορετικούς τύπους περιβαλλοντικών στρες. Πρόσφατη έρευνα υποδηλώνει ότι οι λειτουργίες των CDF διατηρούνται σε άλλα είδη, συμπεριλαμβανομένων των καλλιεργειών γεωργικού ενδιαφέροντος. Αυτό είναι απαραίτητο για την κατανόηση του προσαρμογή των φυτών στην κλιματική αλλαγή.
Προσαρμογή στο Περιβαλλοντικό Στρες
Τα φυτά υπόκεινται σε μια σειρά περιβαλλοντικών πιέσεων που έχουν αυξηθεί σε συχνότητα και ένταση λόγω της κλιματικής αλλαγής. Ο ξηρασία, για παράδειγμα, είναι ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν περισσότερο την ανάπτυξη των φυτών. Όταν οι συνθήκες ξηρασίας είναι έντονες, τα φυτά πρέπει να κλείνουν τα στόματά τους για να μειώσουν την απώλεια νερού, η οποία με τη σειρά της περιορίζει την ικανότητά τους να φωτοσυνθέτουν.
Ωστόσο, το κλείσιμο του στομίου μπορεί να είναι επιβλαβές εάν οι θερμοκρασίες είναι υψηλές. Μια πρόσφατη μελέτη εντόπισε έναν μοριακό μηχανισμό που ελέγχει το άνοιγμα και το κλείσιμο των στομάτων, βοηθώντας τα φυτά να εξισορροπήσουν τη διαπνοή και τη διατήρηση του νερού. Αυτό το σύστημα σηματοδότησης είναι ζωτικής σημασίας για τα φυτά που αντιμετωπίζουν ακραίες συνθήκες και τους επιτρέπει να ανταποκρίνονται γρήγορα και αποτελεσματικά στις αλλαγές στο περιβάλλον τους. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το πώς τα φυτά επιβιώνουν σε δύσκολες συνθήκες, μπορείτε να ανατρέξετε στο άρθρο μας σχετικά η επιβίωση των φυτών στην έρημο.
Επιπλέον, όταν τα φυτά βιώνουν στρες, επιγενετική μνήμη τους επιτρέπει να θυμούνται αυτές τις συνθήκες και να αντιδρούν πιο αποτελεσματικά στο μέλλον. Αυτή η μνήμη μπορεί να περάσει στους απογόνους, αυξάνοντας την πιθανότητα επιβίωσης σε ένα μεταβαλλόμενο περιβάλλον. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι τα δέντρα μπορούν να θυμούνται περασμένα επεισόδια ζέστης ή ξηρασίας, γεγονός που επηρεάζει την ικανότητά τους να αντιμετωπίζουν νέες περιόδους στρες.
Τα φυτά χρησιμοποιούν αρκετά βιοχημικούς και φυσιολογικούς μηχανισμούς για να διατηρήσουν την ανάπτυξή τους και να προστατεύσουν την κυτταρική τους ακεραιότητα από δυσμενείς συνθήκες. Αυτοί οι μηχανισμοί οργανώνονται συνήθως από ένα εκτεταμένο σύνολο γονιδίων απόκρισης στρες και πολύπλοκων δικτύων μεταγραφικών παραγόντων. Η έρευνα έχει δείξει ότι οι συγκεντρώσεις φυτικών ορμονών, όπως το αψισικό οξύ και το σαλικυλικό οξύ, είναι κρίσιμες για τη ρύθμιση αυτών των προσαρμοστικών αποκρίσεων, επιτρέποντας στα φυτά να ανταποκρίνονται σε πραγματικό χρόνο στις περιβαλλοντικές αλλαγές που τα επηρεάζουν.
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά προσαρμόζονται στην κλιματική αλλαγή είναι επίσης απαραίτητη για την ανάπτυξη στρατηγικών για τη διασφάλιση της μακροπρόθεσμης επιβίωσής τους και τη βελτίωση της γεωργικής παραγωγής. Οι νέες ποικιλίες καλλιεργειών πρέπει να είναι πιο ανθεκτικές στις ακραίες καιρικές συνθήκες για να διασφαλίσουν την επισιτιστική ασφάλεια στο μέλλον, όπως συζητείται στο άρθρο σχετικά με Η γεωργία διατήρησης ως πρακτική κατά της κλιματικής αλλαγής.
Ωστόσο, η προσαρμογή των φυτών δεν συμβαίνει μεμονωμένα. Αυτός την αλλαγή του κλίματος Επηρεάζει τα οικοσυστήματα στο σύνολό τους, γεγονός που με τη σειρά του επηρεάζει την ποικιλότητα και την ανθεκτικότητα των ειδών. Ως εκ τούτου, είναι επιτακτική ανάγκη να εξεταστεί ο συνδυασμένος αντίκτυπος της κλιματικής αλλαγής και της ανθρώπινης δραστηριότητας στη βιοποικιλότητα και στην ικανότητα των φυτών να προσαρμοστούν σε αυτές τις νέες προκλήσεις.
Τα φυτά έχουν αξιοσημείωτη ικανότητα προσαρμογής, αλλά οι γρήγορες αλλαγές του κλίματος και άλλοι παράγοντες αποτελούν συνεχή απειλή. Είναι σημαντικό να συνεχίσουμε να ερευνούμε και να κατανοούμε πώς ανταποκρίνονται τα φυτά σε αυτές τις αλλαγές και πώς μπορούμε να τα βοηθήσουμε να προσαρμοστούν, όχι μόνο για την επιβίωσή τους αλλά και για την ευημερία του πλανήτη μας.
